一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因、编码蛋白及应用

本发明属于水稻分子生物学和生物，特别涉及一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因、编码蛋白及应用。

背景技术：

1、水稻(oryza sativa l.)是世界的主要粮食作物之一，提供了人类消耗的热能与蛋白质，全球50％以上人口以水稻作为主食。在中国水稻更是重要的粮食作物，水稻的种植在农村社会经济中扮演着十分重要的角色。因此利用分子育种的手段培育高产优质的水稻品种是解决当前粮食问题的最有效的手段之一。

2、水稻单株产量的构成主要包括有效穗数、每穗实粒数和粒重三个部分。水稻粒重主要由水稻种子的粒型以及灌浆充实度所决定。由粒长、粒宽和粒厚三个维度确定的水稻种子粒型决定了稻米的粒重和稻米品质。目前水稻中有多个与粒型相关的qtl已经被成功克隆，如：gw5、gw2、gs3等；多条调控水稻种子粒型的通路已经被阐释，如：g蛋白信号通路、泛素-蛋白酶体通路、有丝分裂原活化蛋白激酶信号及植物激素调控通路、microrna调控通路等。

3、种子活力是指种子的发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产潜力的总和，是评价种子的极其重要的指标之一，种子活力受多种因素影响，包括种子自身遗传特性，种子发育程度以及种子贮藏环境等。低活力的种子发芽率低、出苗速度慢，耐逆性差，最终导致农作物产量显著降低。目前相关学者在种子生理生化层面对种子活力进行了一系列探究，并且克隆到了一些与种子活力相关的基因。

4、因此，进一步挖掘控制水稻种子粒长和种子活力的相关基因，探索水稻种子粒重和活力的调控途径对水稻分子育种具有十分重要的应用价值。

技术实现思路

1、为了获得更多与水稻种子粒长或种子活力相关的基因，本发明提供了一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因，该基因命名为rif2，基因rif2能够正向调控水稻种子粒长，负调控水稻种子活力，为现代水稻分子育种提供了新的基因资源，具有重要的理论和实践意义。

2、本发明还提供了一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因的编码蛋白及应用。

3、本发明通过以下技术方案实现：

4、本发明提供一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因，所述控制水稻种子粒长和种子活力的基因命名为rif2；

5、rif2基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；

6、或者，rif2基因的cdna的核苷酸序列如seq id no.2所示。

7、基于同一发明构思，本发明提供一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因在控制水稻种子粒长和/或水稻种子活力中的应用。

8、进一步的，所述应用包括：

9、通过靶向敲除rif2基因或降低rif2基因表达量，以降低水稻种子粒长，提升水稻种子活力；

10、或者，通过提高rif2基因表达量，以降低水稻种子活力，提升水稻种子粒长。

11、基于同一发明构思，本发明提供一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因的编码蛋白，所述编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.3所示。

12、基于同一发明构思，本发明提供上述编码蛋白在控制水稻种子粒长和/或水稻种子活力中的应用。

13、基于同一发明构思，本发明提供一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因的扩增引物，所述扩增引物的核苷酸序列如seq id no.4和seq id no.5所示。

14、基于同一发明构思，本发明提供上述扩增引物在控制水稻种子粒长和/或水稻种子活力中的应用。

15、基于同一发明构思，本发明提供重组载体在控制水稻种子粒长和/或水稻种子活力中的应用，所述重组载体包括以下任意一种：

16、a:能够靶向敲除rif2基因或降低rif2基因表达量的crispr-cas9重组载体；

17、b:含有编码rif2基因的cdna全长的过表达重组载体。

18、基于同一发明构思，本发明提供还一种利用rif2基因调控水稻粒长与活力的方法，包括以下步骤：

19、构建重组载体，以所述重组载体对水稻进行遗传转化，获取rif2转基因植株；

20、从所述rif2转基因植株中筛选出目标转基因株系；

21、其中，所述重组载体包括以下任意一种：

22、a:能够靶向敲除rif2基因或降低rif2基因表达量的crispr-cas9重组载体；

23、b:含有编码rif2基因的cdna全长的过表达重组载体。

24、进一步的，所述从所述rif2转基因植株中筛选出目标转基因株系，具体包括：

25、从所述rif2转基因植株中筛选出rif2基因过量表达植株，即为目标转基因株系；

26、或者，从所述rif2转基因植株中筛选出rif2基因敲除植株，即为目标转基因株系。

27、本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

28、本发明一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因，该基因命名为rif2，基因rif2或其编码蛋白能够正向调控水稻种子粒长，负调控水稻种子活力，利用该基因有助于筛选和培育高活力水稻品种，为创制适应直播生产的水稻新品种提供新的基因资源，具有重要的理论和实践意义。

技术特征：

1.一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因，其特征在于，所述控制水稻种子粒长和种子活力的基因命名为rif2；

2.如权利要求1所述的一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因在控制水稻种子粒长和/或水稻种子活力中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述应用包括：

4.如权利要求1所述的一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因的编码蛋白，其特征在于，所述编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.3所示。

5.如权利要求4所述的编码蛋白在控制水稻种子粒长和/或水稻种子活力中的应用。

6.如权利要求1所述的一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因的扩增引物，其特征在于，所述扩增引物的核苷酸序列如seq id no.4和seq id no.5所示。

7.如权利要求6所述的扩增引物在控制水稻种子粒长和/或水稻种子活力中的应用。

8.重组载体在控制水稻种子粒长和/或水稻种子活力中的应用，其特征在于，所述重组载体包括以下任意一种：

9.一种利用rif2基因调控水稻粒长与活力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种利用rif2基因调控水稻粒长与活力的方法，其特征在于，所述从所述rif2转基因植株中筛选出目标转基因株系，具体包括：

技术总结
本发明提供了一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因，属于水稻分子生物学和生物技术领域，所述控制水稻种子粒长和种子活力的基因命名为RIF2；RIF2基因的核苷酸序列如SEQ I D NO.1所示；或者，RIF2基因的cDNA的核苷酸序列如SEQ I D NO.2所示。该基因RIF2能够正向调控水稻种子粒长，负调控水稻种子活力，为现代水稻分子育种提供了新的基因资源，具有重要的理论和实践意义。本发明还提供了一种控制水稻种子粒长和种子活力的基因的编码蛋白及应用。

技术研发人员：贺记外,闫蕴韬,祝小雅,张海清,石居斌,王燕,崔宇明
受保护的技术使用者：湖南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15